Ink-džet štampači

Zbog sve niže cene, ink-džet štampači predstavljaju najčešći izbor korisnika koji žele da svoje koloritne digitalne kreacije i sadržaje stave na papir. Otkrivamo kakva se tehnologija krije iza ovih uređaja i koje su im prednosti i mane

Po svom načinu rada, ink-džet (inkjet) štampači najviše podsećaju na plotere. Sistem valjaka pomera papir po uzdužnoj osi, dok se glava kreće po poprečnoj. Glavna razlika je što ink-džet štampači ne koriste pero za ostavljanje traga na papiru, već za to koriste glave koje papir precizno „bombarduju” kapljicama mastila (zbog čega su dobili nadimak „pljuckavci”). Kapljice boje veoma su male zapremine, kod modernih vrhunskih štampača svega nekoliko pikolitara (bilionitih delova litra, tj. milijarditih delova mililitra). Ovakav način rada omogućio je korišćenje više mastila odjednom, kao i nisku cenu proizvodnje, što je za posledicu imalo spuštanje kolor štampe u krugove običnih korisnika. Međutim, kako zaista funkcionišu ovi uređaji? Ovom prilikom odlučili smo da rasvetlimo osnovne principe koji pokreću ink-džet štampače.

Šta se nalazi unutra

Uprošćeno, za tipičan ink-džet štampač možemo reći da se sastoji iz sledećih delova: napajanje, skladište za papir, sistem za uvlačenje papira, interfejs, kontrolna kola, sklop glave i kertridž.

Uloga napajanja je jasna. Isto možemo reći i za skladište papira i sistem za njegovo uvlačenje, koji su zaduženi za ravnomerno pomeranje papira po uzdužnoj osi. Ovakav sklop štampača sastoji se iz preciznog koračnog motora koji preko zupčanika pokreće sistem valjaka.

Upravljanje radom štampača je posao kontrolnog kola, koje putem interfejsa za povezivanje sa računarom dobija instrukcije o radu i podatke koje treba odštampati. Kontrolno kolo štampaču daje potpunu autonomiju da izvede mehanički deo štampanja.

Ukoliko se kontrolna logika može smatrati „mozgom” jednog ink-džet štampača, njegovo „srce” sasvim sigurno bilo bi oličeno u glavi za štampanje. Glava štampača se pomera pomoću preciznog koračnog motora i zupčastog kaiša. Kako bi se njena pozicija stabilizovala, glava klizi po metalnoj šipki.

Po načinu formiranja kapljica, tri su osnovne vrste ink-džet štampača: termički (BubbleJet), vibracioni (piezoelektrični) i kontinualni.

Termički ili piezoelektrični

Najpopularniji i najjeftiniji princip je termički, koji su izmislili Canonovi inženjeri 1977. godine. Glava ovakvih štampača sastoji se od matrice mlaznica u kojima su smešteni električni grejači. Grejač zagrevanjem mastila u mlaznici formira mehur koji svojim širenjem iz mlaznice prosto katapultira kapljicu. Nakon toga grejač se gasi a mehur smanjuje, što usled kapilarnog efekta dovodi do ponovnog punjenja mlaznice mastilom.

Zbog formiranja mehura, štampače koji koriste ovaj metod rada Canon je nazvao BubbleJet. Tipična glava BubbleJet štampača sadrži više stotina, pa i hiljada mlaznica koje mogu da „pljucnu” istovremeno. Od poznatih proizvođača, ovu tehnologiju koriste Canon, Hewlett-Packard i Lexmark i ona je najčešće u upotrebi kod najjeftinijih, kućnih štampača. Glavna ograničenja BubbleJet štampača su mogućnost korišćenja isključivo mastila rastvorljivih u vodi.

Drugi princip je vibracioni, izmislio ga je Epson i najčešće se koristi kada su u pitanju štampači namenjeni profesionalnoj upotrebi. Na kraju svake mlaznice u glavi vibracionog štampača nalazi se piezoelektrični element koji je povezan na izvor električnog napona. Osnovna osobina piezoelektričnih kristala jeste da se promenom njihove zapremine na krajevima kristala javlja električni napon, ali i da električni napon na krajevima kristala izaziva promenu njihove zapremine. Uloga piezoelektričnog elementa jeste da pod dejstvom napona poveća svoju zapreminu i time potisne kapljicu mastila iz mlaznice. Po nestanku napona, kristal se vraća u prvobitno stanje i mlaznica se usled kapilarnog efekta ponovo puni mastilom.

Glave vibracionih štampača nešto su skuplje u odnosu na glave BubbleJet štampača, ali nude par posebnih pogodnosti – mogu koristiti više vrsta mastila, izdržljivije su i ekonomičnije koriste mastilo.

Ink-džet štampači sa kontinualnim mlazom predstavljaju najstariji vid ovakvih štampača. Njihova primena je ograničena, ali je njihov princip rada vredan pomena. Naime, mastilo se pod visokim pritiskom kroz mikroskopsku mlaznicu raspršava u kapljice. Piezoelektrični kristal, koji se ponaša kao izvor ultrazvuka, izaziva formiranje kapljica u pravilnim vremenskim intervalima. Mlaz kapljica potom prolazi kroz promenljivo električno polje koje ih po potrebi naelektriše. Naelektrisane kapljice posle toga prolaze kroz drugo električno polje, koje im u zavisnosti od njihovog naelektrisanja menja putanju i usmerava ih na različite delove podloge za štampanje. Ovaj sistem štampanja otporan je na začepljenja, može da koristi izuzetno agresivna mastila, pruža veliku brzinu štampanja i omogućava štednju mastila jer svaka nenaelektrisana kapljica može da se reciklira.

Tehnološka ograničenja

Ako je niska cena glavni adut ink-džet štampača, njihove najveće mane su cena u eksploataciji, kao i relativno kratak radni vek. Dok je cena štampača u eksploataciji velika prvenstveno zbog cene mastila, drugi problem daleko je ozbiljniji.

Naime, pošto se glave štampača sastoje iz velikog broja mikroskopskih mlaznica kroz koje mastilo ne teče stalno, dešava se da se pojedine mlaznice zapuše usled sušenja mastila. Kako bi se ovo izbeglo, gotovo svi ink-džet štampači poseduju neku vrstu zaštitnog sistema i sistema za čišćenje. Kada se glava ne koristi, naslonjena je na gumenu podlogu koja treba da zapuši mlaznice i spreči sušenje mastila. Drugi vidovi prevencije i sanacije zapušavanja su redovno „produvavanje” mlaznica specijalnim rastvaračem, kao i kompresovanim vazduhom.

Ovo je dovelo do nekoliko filozofija izrade ink-džet štampača. Neki štampači imaju fiksnu glavu, kod nekih je glava smeštena u kertridž i menja se zajedno sa njim, a neki štampači imaju i posebne izmenljive glave.

U štampače sa fiksnom glavom najčešće spadaju piezoelektrični štampači, pre svega zbog cene glave, ali i zbog činjenice da fiksna glava omogućava veću preciznost u štampi, što ovaj sistem čini čestim u industrijskoj primeni.

Izmenljive glave najčešće imaju BubbleJet štampači, iako ovakav način rada povećava cenu potrošnog materijala. Niska cena izrade glave ovaj metod ipak čini isplativim, jer se u slučaju začepljenja mlaznica ne mora baciti ceo štampač. Osnovna mana ovakvih štampača je mala preciznost glave.

Srednje rešenje ujedno je i najređe. Kod nekih štampača, glava i kertridž su nezavisni i mogu se menjati po potrebi. Potrošni materijal je jeftin, ali je preciznost glave mala.

• • •

Kao što se da videti, iza ink-džet štampača koji su doneli boje među obične korisnike stoje izuzetno napredne tehnologije. Nadamo se da smo uspeli da vam razjasnimo najbitnije principe rada popularnih „pljuckavaca”, kao i da u dovoljnoj meri pojasnimo razlike između njihovih najčešćih varijanti.

Bojan ŽIVKOVIĆ